See artikkel keskendub Gemini pindaktiivsete ainete antimikroobsele mehhanismile, mis eeldatavalt tõhusalt hävitavad baktereid ja võivad aidata pidurdada uute koroonaviiruste levikut.
Pindaktiivne aine, mis on fraaside Surface, Active ja Agent kokkutõmbumine.Pindaktiivsed ained on pindadel ja liidestel aktiivsed ained, millel on väga kõrge võime ja tõhusus pindpinevuste vähendamisel, moodustades teatud kontsentratsioonist kõrgemates lahustes molekulaarselt järjestatud sõlmesid ja millel on seega lai valik rakendusfunktsioone.Pindaktiivsetel ainetel on hea dispergeeritavus, märgumisvõime, emulgeerimisvõime ja antistaatilised omadused ning neist on saanud võtmematerjalid paljude valdkondade, sealhulgas peenkemikaalide arendamiseks, ning neil on oluline panus protsesside parandamisse, energiatarbimise vähendamisesse ja tootmistõhususe suurendamisse. .Ühiskonna arengu ja maailma tööstusliku taseme pideva arenguga on pindaktiivsete ainete kasutamine igapäevaselt kasutatavatest kemikaalidest järk-järgult levinud rahvamajanduse erinevatesse valdkondadesse, nagu antibakteriaalsed ained, toidulisandid, uued energiaväljad, saasteainete töötlemine ja biofarmatseutilised ained.
Tavalised pindaktiivsed ained on "amfifiilsed" ühendid, mis koosnevad polaarsetest hüdrofiilsetest rühmadest ja mittepolaarsetest hüdrofoobsetest rühmadest ning nende molekulaarstruktuurid on näidatud joonisel 1(a).
Praegusel ajal töötlevas tööstuses viimistlemise ja süstematiseerimise arenedes kasvab tootmisprotsessis järk-järgult nõudlus pindaktiivsete ainete omaduste järele, mistõttu on oluline leida ja arendada kõrgemate pinnaomadustega ja eristruktuuriga pindaktiivseid aineid.Gemini pindaktiivsete ainete avastamine ületab need lüngad ja vastab tööstusliku tootmise nõuetele.Tavaline Gemini pindaktiivne aine on ühend, millel on kaks hüdrofiilset rühma (üldiselt ioonsed või mitteioonsed hüdrofiilsete omadustega) ja kaks hüdrofoobset alküülahelat.
Nagu on näidatud joonisel fig 1 (b), seovad Gemini pindaktiivsed ained erinevalt tavapärastest üheahelalistest pindaktiivsetest ainetest kaks hüdrofiilset rühma ühendusrühma (vahetüki) kaudu.Lühidalt võib Gemini pindaktiivse aine struktuuri mõista nii, et see on moodustatud tavapärase pindaktiivse aine kahe hüdrofiilse pearühma nutika sidumise teel siderühmaga.
Gemini pindaktiivse aine eriline struktuur toob kaasa selle kõrge pinnaaktiivsuse, mis on peamiselt tingitud:
(1) Gemini Surfactant molekuli kahe hüdrofoobse sabaahela suurenenud hüdrofoobne toime ja pindaktiivse aine suurenenud kalduvus vesilahusest lahkuda.
(2) Hüdrofiilsete pearühmade kalduvus üksteisest eralduda, eriti ioonsed pearühmad elektrostaatilise tõuke tõttu, on oluliselt nõrgendatud speisseri mõju tõttu;
(3) Gemini pindaktiivsete ainete eriline struktuur mõjutab nende agregatsioonikäitumist vesilahuses, andes neile keerukama ja varieeruvama agregatsioonimorfoloogia.
Gemini pindaktiivsetel ainetel on tavaliste pindaktiivsete ainetega võrreldes suurem pinna (piir)aktiivsus, madalam kriitiliste mitsellide kontsentratsioon, parem märguvus, emulgeerimisvõime ja antibakteriaalne võime.Seetõttu on Gemini pindaktiivsete ainete väljatöötamine ja kasutamine pindaktiivsete ainete väljatöötamisel ja rakendamisel väga oluline.
Tavapäraste pindaktiivsete ainete "amfifiilne struktuur" annab neile ainulaadsed pinnaomadused.Nagu on näidatud joonisel fig 1 (c), kui veele lisatakse tavalist pindaktiivset ainet, kipub hüdrofiilne pearühm vesilahuse sees lahustuma ja hüdrofoobne rühm inhibeerib pindaktiivse aine molekuli lahustumist vees.Nende kahe suundumuse koosmõjul rikastuvad pindaktiivsete ainete molekulid gaasi-vedeliku liideses ja läbivad korrapärase paigutuse, vähendades seeläbi vee pindpinevust.Erinevalt tavalistest pindaktiivsetest ainetest on Gemini pindaktiivsed ained "dimeerid", mis seovad tavapäraseid pindaktiivseid aineid vaheseinte rühmade kaudu, mis võivad tõhusamalt vähendada vee pindpinevust ja õli/vee pindpinevust.Lisaks on Gemini pindaktiivsetel ainetel madalam kriitiline mitsellikontsentratsioon, parem vees lahustuvus, emulgeerimine, vahutamine, niisutamine ja antibakteriaalsed omadused.
| Gemini pindaktiivsete ainete tutvustus 1991. aastal valmistasid Menger ja Littau [13] esimese jäiga siderühmaga bis-alküülahela pindaktiivse aine ja andsid sellele nimeks "Gemini surfactant".Samal aastal valmistasid Zana jt [14] esimest korda kvaternaarse ammooniumisoola Gemini pindaktiivsete ainete seeriat ja uurisid süstemaatiliselt selle kvaternaarse ammooniumisoola Gemini pindaktiivsete ainete seeria omadusi.1996. aastal üldistasid teadlased ja arutasid erinevate Gemini pindaktiivsete ainete pinna (piiri) käitumist, agregatsiooniomadusi, lahuse reoloogiat ja faasikäitumist tavapäraste pindaktiivsete ainetega kombineerituna.2002. aastal uuris Zana [15] erinevate siderühmade mõju Gemini pindaktiivsete ainete agregatsioonikäitumisele vesilahuses. See töö aitas oluliselt edasi pindaktiivsete ainete väljatöötamist ja oli väga oluline.Hiljem leiutasid Qiu jt [16] tsetüülbromiidil ja 4-amino-3,5-dihüdroksümetüül-1,2,4-triasoolil põhinevaid spetsiaalseid struktuure sisaldavate Gemini pindaktiivsete ainete sünteesiks uue meetodi, mis rikastas veelgi. Gemini pindaktiivsete ainete süntees. |
Kaksikute pindaktiivsete ainete uurimine Hiinas algas hilja;1999. aastal tegi Jianxi Zhao Fuzhou ülikoolist süstemaatilise ülevaate Gemini Surfactantsi käsitlevatest välismaistest uuringutest ja äratas paljude Hiina uurimisasutuste tähelepanu.Pärast seda hakkasid Hiinas Gemini pindaktiivsete ainete uuringud õitsema ja saavutasid viljakaid tulemusi.Viimastel aastatel on teadlased pühendunud uute Gemini pindaktiivsete ainete väljatöötamisele ja nendega seotud füüsikalis-keemiliste omaduste uurimisele.Samal ajal on Gemini pindaktiivsete ainete rakendusi järk-järgult välja töötatud steriliseerimise ja antibakteriaalse, toidu tootmise, vahu eemaldamise ja vahu tõkestamise, ravimite aeglase vabanemise ja tööstusliku puhastamise valdkonnas.Sõltuvalt sellest, kas hüdrofiilsed rühmad pindaktiivsete ainete molekulides on laetud või mitte, ja laengu tüübist, mida nad kannavad, võib Gemini pindaktiivsed ained jagada järgmistesse kategooriatesse: katioonsed, anioonsed, mitteioonsed ja amfoteersed Gemini pindaktiivsed ained.Nende hulgas viitavad katioonsed Gemini pindaktiivsed ained üldiselt kvaternaarsele ammooniumile või ammooniumisoolale Gemini Surfactants, anioonsed Gemini Surfactants enamasti Gemini Surfactants, mille hüdrofiilsed rühmad on sulfoonhape, fosfaat ja karboksüülhape, samas kui mitteioonsed Gemini pindaktiivsed ained on enamasti Gemini pindaktiivsed ained.
1.1 Katioonsed Gemini pindaktiivsed ained
Katioonsed Gemini pindaktiivsed ained võivad dissotsieerida katioone vesilahustes, peamiselt ammoonium ja kvaternaarne ammooniumsool Gemini pindaktiivsed ained.Katioonsetel Gemini pindaktiivsetel ainetel on hea biolagunevus, tugev puhastusvõime, stabiilsed keemilised omadused, madal toksilisus, lihtne struktuur, lihtne süntees, lihtne eraldamine ja puhastamine ning neil on ka bakteritsiidsed omadused, korrosioonivastased, antistaatilised omadused ja pehmus.
Kvaternaarsed ammooniumsoolapõhised Gemini pindaktiivsed ained valmistatakse tavaliselt tertsiaarsetest amiinidest alküülimisreaktsioonide teel.On kaks peamist sünteesimeetodit: üks on dibromoasendatud alkaanide ja ühe pika ahelaga alküüldimetüültertsiaarsete amiinide kvaterniseerimine;teine on 1-bromoasendatud pika ahelaga alkaanide ja N,N,N',N'-tetrametüülalküüldiamiinide kvaterniseerimine veevaba etanooliga kui lahusti ja kuumutamine püstjahutiga.Dibromo-asendatud alkaanid on aga kallimad ja tavaliselt sünteesitakse teise meetodiga ning reaktsioonivõrrand on näidatud joonisel 2.
1.2 Anioonsed Gemini pindaktiivsed ained
Anioonsed Gemini pindaktiivsed ained võivad vesilahuses dissotsieerida anioone, peamiselt sulfonaadid, sulfaatsoolad, karboksülaadid ja fosfaatsoolad Gemini tüüpi pindaktiivsed ained.Anioonsetel pindaktiivsetel ainetel on paremad omadused, nagu saaste eemaldamine, vahutamine, dispergeerimine, emulgeerimine ja märgamine, ning neid kasutatakse laialdaselt detergentide, vahutavate ainete, märgavate ainete, emulgaatorite ja dispergeerivate ainetena.
1.2.1 Sulfonaadid
Sulfonaadipõhistel biopindaktiivsetel ainetel on hea vees lahustuvus, hea märguvus, hea temperatuuri- ja soolakindlus, hea puhastusvõime ja tugev dispergeerimisvõime ning neid kasutatakse laialdaselt detergentide, vahuainete, märgavate ainete, emulgaatorite ja dispergeerivate ainetena naftas, tekstiilitööstus ja igapäevaselt kasutatavad kemikaalid, kuna neil on suhteliselt laiad tooraineallikad, lihtsad tootmisprotsessid ja madalad kulud.Li jt sünteesisid rea uusi dialküüldisulfoonhappe Gemini pindaktiivseid aineid (2Cn-SCT), tüüpilist sulfonaat-tüüpi barüoonset pindaktiivset ainet, kasutades kolmeetapilises reaktsioonis toorainena trikloroamiini, alifaatset amiini ja tauriini.
1.2.2 Sulfaatsoolad
Sulfaatestersoolade topeltpindaktiivsete ainete eelisteks on ülimadal pindpinevus, kõrge pindaktiivsus, hea vees lahustuvus, lai tooraineallikas ja suhteliselt lihtne süntees.Sellel on ka hea pesemis- ja vahutamisvõime, stabiilne jõudlus kõvas vees ning sulfaatestri soolad on vesilahuses neutraalsed või kergelt leeliselised.Nagu on näidatud joonisel 3, kasutasid Sun Dong jt peamiste toorainetena lauriinhapet ja polüetüleenglükooli ning lisasid asendus-, esterdamis- ja liitmisreaktsioonide kaudu sulfaatestersidemeid, sünteesides seega sulfaatestri soola tüüpi barüoonse pindaktiivse aine-GA12-S-12.
1.2.3 Karboksüülhappe soolad
Karboksülaadil põhinevad Gemini pindaktiivsed ained on tavaliselt mahedad, rohelised, kergesti biolagunevad ja neil on rikkalik looduslike toorainete allikas, kõrged metalli kelaativad omadused, hea kõva veekindlus ja kaltsiumseebi dispersioon, head vahutamis- ja märgamisomadused ning neid kasutatakse laialdaselt ravimites, tekstiil, peenkeemia ja muud valdkonnad.Amiidrühmade lisamine karboksülaadipõhistesse biopindaktiivsetesse ainetesse võib suurendada pindaktiivsete ainete molekulide biolagunevust ning muuta neil ka head märgamis-, emulgeerimis-, dispergeerimis- ja dekontaminatsiooniomadused.Mei jt sünteesisid amiidrühmi sisaldava karboksülaadil põhineva barüoonse pindaktiivse aine CGS-2, kasutades toorainena dodetsüülamiini, dibromoetaani ja merevaikhappe anhüdriidi.
1.2.4 Fosfaatsoolad
Fosfaatestersoola tüüpi Gemini pindaktiivsetel ainetel on looduslike fosfolipiididega sarnane struktuur ja need võivad moodustada struktuure, nagu pöördmitsellid ja vesiikulid.Gemini fosfaatestersoola tüüpi pindaktiivseid aineid on laialdaselt kasutatud antistaatiliste ainete ja pesupesemisvahenditena, samas kui nende kõrged emulgeerimisomadused ja suhteliselt madal ärritus on viinud nende laialdase kasutamiseni isiklikus nahahoolduses.Teatud fosfaatestrid võivad olla vähivastased, kasvajavastased ja antibakteriaalsed ning välja on töötatud kümneid ravimeid.Fosfaatestersoola tüüpi biosurfaktantidel on kõrged pestitsiidide emulgeerimisomadused ja neid saab kasutada mitte ainult antibakteriaalsete ja insektitsiididena, vaid ka herbitsiididena.Zheng jt uurisid fosfaatestersoola Gemini pindaktiivsete ainete sünteesi P2O5-st ja ortokvat-põhistest oligomeersetest dioolidest, millel on parem märgav toime, head antistaatilised omadused ja suhteliselt lihtne sünteesiprotsess kergete reaktsioonitingimustega.Kaaliumfosfaatsoola barüoonse pindaktiivse aine molekulaarne valem on näidatud joonisel 4.
1.3 Mitteioonsed Gemini pindaktiivsed ained
Mitteioonseid Gemini pindaktiivseid aineid ei saa vesilahuses dissotsieerida ja need eksisteerivad molekulaarses vormis.Seda tüüpi barüoonseid pindaktiivseid aineid on seni vähem uuritud ja neid on kahte tüüpi, üks on suhkru derivaat ja teine alkoholeeter ja fenooleeter.Mitteioonsed Gemini pindaktiivsed ained ei eksisteeri lahuses ioonses olekus, seega on neil kõrge stabiilsus, tugevad elektrolüüdid ei mõjuta neid kergesti, neil on hea komplekseeritavus muud tüüpi pindaktiivsete ainetega ja neil on hea lahustuvus.Seetõttu on mitteioonsetel pindaktiivsetel ainetel erinevad omadused, nagu hea detergentsus, dispergeeritavus, emulgeerimine, vahutamine, märguvus, antistaatiline omadus ja steriliseerimine, ning neid saab laialdaselt kasutada mitmesugustes aspektides, nagu pestitsiidid ja katted.Nagu on näidatud joonisel 5, sünteesisid FitzGerald jt 2004. aastal polüoksüetüleenil põhinevaid Gemini pindaktiivseid aineid (mitteioonsed pindaktiivsed ained), mille struktuur väljendati kujul (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (või GemnEm).
02 Gemini pindaktiivsete ainete füüsikalis-keemilised omadused
2.1 Gemini pindaktiivsete ainete aktiivsus
Kõige lihtsam ja otsesem viis pindaktiivsete ainete pindaktiivsuse hindamiseks on mõõta nende vesilahuste pindpinevust.Põhimõtteliselt vähendavad pindaktiivsed ained lahuse pindpinevust pinna (piirde) tasapinnal orienteeritud paigutusega (joonis 1(c)).Gemini pindaktiivsete ainete kriitiline mitsellikontsentratsioon (CMC) on enam kui kahe suurusjärgu võrra väiksem ja C20 väärtus oluliselt madalam võrreldes tavaliste sarnase struktuuriga pindaktiivsete ainetega.Barüoonse pindaktiivse aine molekulil on kaks hüdrofiilset rühma, mis aitavad säilitada head vees lahustuvust, omades samas pikki hüdrofoobseid pikki ahelaid.Vee/õhu liideses paiknevad tavapärased pindaktiivsed ained ruumilise takistuse efekti ja molekulide homogeensete laengute tõrjumise tõttu lõdvalt, nõrgestades seega nende võimet vähendada vee pindpinevust.Seevastu Gemini pindaktiivsete ainete ühendavad rühmad on kovalentselt seotud nii, et kahe hüdrofiilse rühma vaheline kaugus jääb väikesesse vahemikku (palju väiksem kui tavaliste pindaktiivsete ainete hüdrofiilsete rühmade vaheline kaugus), mille tulemuseks on Gemini pindaktiivsete ainete parem aktiivsus pind (piir).
2.2 Gemini pindaktiivsete ainete kokkupaneku struktuur
Vesilahustes, kui barüoonse pindaktiivse aine kontsentratsioon suureneb, küllastavad selle molekulid lahuse pinda, mis omakorda sunnib teisi molekule migreeruma lahuse sisemusse, moodustades mitselle.Kontsentratsiooni, mille juures pindaktiivne aine hakkab moodustama mitselle, nimetatakse kriitiliseks mitsellikontsentratsiooniks (CMC).Nagu on näidatud joonisel 9, tekitavad Gemini pindaktiivsed ained pärast seda, kui kontsentratsioon on suurem kui CMC, erinevalt tavapärastest pindaktiivsetest ainetest, mis agregeeruvad, moodustades sfäärilisi mitselle, nende struktuuriomaduste tõttu mitmesuguseid mitsellide morfoloogiaid, näiteks lineaarseid ja kahekihilisi struktuure.Mitselli suuruse, kuju ja hüdratatsiooni erinevused mõjutavad otseselt lahuse faasikäitumist ja reoloogilisi omadusi ning põhjustavad ka muutusi lahuse viskoelastsuses.Tavalised pindaktiivsed ained, nagu anioonsed pindaktiivsed ained (SDS), moodustavad tavaliselt sfäärilisi mitselle, millel pole peaaegu mingit mõju lahuse viskoossusele.Gemini pindaktiivsete ainete eriline struktuur viib aga keerukama mitsellimorfoloogia moodustumiseni ja nende vesilahuste omadused erinevad oluliselt tavapäraste pindaktiivsete ainete omadest.Gemini Surfactants vesilahuste viskoossus suureneb Gemini Surfactants kontsentratsiooni suurenedes, tõenäoliselt seetõttu, et moodustunud lineaarsed mitsellid põimuvad võrgutaoliseks struktuuriks.Pindaktiivse aine kontsentratsiooni suurenedes aga lahuse viskoossus väheneb, mis on tõenäoliselt tingitud võrgustruktuuri katkemisest ja muude mitsellstruktuuride tekkest.
03 Gemini pindaktiivsete ainete antimikroobsed omadused
Omamoodi orgaanilise antimikroobse ainena seisneb barüoonse pindaktiivse aine antimikroobne mehhanism peamiselt selles, et see ühineb mikroorganismide rakumembraani pinnal olevate anioonidega või reageerib sulfhüdrüülrühmadega, et häirida nende valkude ja rakumembraanide tootmist, hävitades seega mikroobseid kudesid, et pärssida. või hävitada mikroorganisme.
3.1 Anioonsete Gemini pindaktiivsete ainete antimikroobsed omadused
Antimikroobsete anioonsete pindaktiivsete ainete antimikroobsed omadused on peamiselt määratud nendes sisalduvate antimikroobsete osade olemusega.Kolloidsetes lahustes, nagu looduslikud lateksid ja katted, seonduvad hüdrofiilsed ahelad vees lahustuvate dispergeerivate ainetega ja hüdrofoobsed ahelad seonduvad hüdrofoobsete dispersioonidega suunalise adsorptsiooni teel, muutes seega kahefaasilise liidese tihedaks molekulaarseks liidese kileks.Sellel tihedal kaitsekihil olevad baktereid inhibeerivad rühmad pärsivad bakterite kasvu.
Anioonsete pindaktiivsete ainete bakteriaalse inhibeerimise mehhanism erineb põhimõtteliselt katioonsete pindaktiivsete ainete omast.Anioonsete pindaktiivsete ainete bakteriaalne inhibeerimine on seotud nende lahusesüsteemi ja inhibeerimisrühmadega, seega saab seda tüüpi pindaktiivseid aineid piirata.Seda tüüpi pindaktiivset ainet peab olema piisaval tasemel, et pindaktiivset ainet oleks süsteemi igas nurgas, et tekitada hea mikrobitsiidne toime.Samal ajal puudub seda tüüpi pindaktiivsetel ainetel lokaliseerimine ja sihtimine, mis mitte ainult ei põhjusta tarbetuid jäätmeid, vaid tekitab ka vastupanu pika aja jooksul.
Näiteks on kliinilises meditsiinis kasutatud alküülsulfonaadil põhinevaid biopindaktiivseid aineid.Alküülsulfonaadid, nagu busulfaan ja treosulfaan, ravivad peamiselt müeloproliferatiivseid haigusi, tekitades guaniini ja ureapuriini vahelist ristsidumist, samas kui seda muutust ei saa parandada raku korrektuuriga, mille tulemuseks on apoptootiline rakusurm.
3.2 Katioonsete Gemini pindaktiivsete ainete antimikroobsed omadused
Peamiseks väljatöötatud katioonsete Gemini pindaktiivsete ainete tüübiks on kvaternaarsed ammooniumsoola tüüpi Gemini pindaktiivsed ained.Kvaternaarse ammooniumi tüüpi katioonsetel Gemini pindaktiivsetel ainetel on tugev bakteritsiidne toime, kuna kvaternaarse ammooniumi tüüpi barüoonse pindaktiivse aine molekulides on kaks hüdrofoobset pikka alkaani ahelat ja hüdrofoobsed ahelad moodustavad hüdrofoobse adsorptsiooni rakuseinaga (peptidoglükaan);samal ajal sisaldavad need kahte positiivselt laetud lämmastiku iooni, mis soodustavad pindaktiivsete ainete molekulide adsorptsiooni negatiivselt laetud bakterite pinnale ning läbi imbumise ja difusiooni tungivad hüdrofoobsed ahelad sügavale bakteriraku membraani lipiidikihti, muudavad rakumembraani läbilaskvus, mis viib bakteri purunemiseni, lisaks hüdrofiilsed rühmad sügavale valgusse, mis viib ensüümi aktiivsuse kadumiseni ja valgu denaturatsioonini, nende kahe toime koosmõju tõttu, mistõttu fungitsiidil on tugev bakteritsiidne toime.
Kuid keskkonna seisukohast on neil pindaktiivsetel ainetel hemolüütiline toime ja tsütotoksilisus ning pikem kokkupuuteaeg veeorganismidega ja biolagunemine võivad suurendada nende toksilisust.
3.3 Mitteioonsete Gemini pindaktiivsete ainete antibakteriaalsed omadused
Praegu on olemas kahte tüüpi mitteioonseid Gemini pindaktiivseid aineid, millest üks on suhkru derivaat ja teine alkoholieeter ja fenooleeter.
Suhkrust pärinevate biosurfaktantide antibakteriaalne mehhanism põhineb molekulide afiinsusel ja suhkrust saadud pindaktiivsed ained võivad seonduda rakumembraanidega, mis sisaldavad suurel hulgal fosfolipiide.Kui suhkruderivaatide pindaktiivsete ainete kontsentratsioon saavutab teatud taseme, muudab see rakumembraani läbilaskvust, moodustades poore ja ioonikanaleid, mis mõjutab toitainete transporti ja gaasivahetust, põhjustades sisu väljavoolu ja lõpuks põhjustades raku surma. bakter.
Fenoolsete ja alkohoolsete eetrite antimikroobsete ainete antibakteriaalne mehhanism on toimida rakuseinale või rakumembraanile ja ensüümidele, blokeerides metaboolseid funktsioone ja häirides regeneratiivseid funktsioone.Näiteks difenüüleetrite ja nende derivaatide (fenoolide) antimikroobsed ravimid on sukeldatud bakteri- või viirusrakkudesse ja toimivad läbi rakuseina ja rakumembraani, inhibeerides nukleiinhapete ja valkude sünteesiga seotud ensüümide toimet ja funktsiooni, piirates bakterite kasv ja paljunemine.Samuti halvab see bakterite ensüümide metaboolseid ja hingamisfunktsioone, mis seejärel ebaõnnestuvad.
3.4 Amfoteersete Gemini pindaktiivsete ainete antibakteriaalsed omadused
Amfoteersed Gemini pindaktiivsed ained on pindaktiivsete ainete klass, mille molekulaarstruktuuris on nii katioone kui ka anioone, mis võivad vesilahuses ioniseeruda ja avaldada anioonsete pindaktiivsete ainete omadusi ühes keskmises seisundis ja katioonsete pindaktiivsete ainete omadusi teises keskkonnas.Amfoteersete pindaktiivsete ainete bakteriaalse inhibeerimise mehhanism on ebaselge, kuid üldiselt arvatakse, et inhibeerimine võib olla sarnane kvaternaarsete ammooniumi pindaktiivsete ainete omaga, kus pindaktiivne aine adsorbeerub kergesti negatiivselt laetud bakteri pinnale ja häirib bakterite metabolismi.
3.4.1 Aminohapete Gemini pindaktiivsete ainete antimikroobsed omadused
Aminohappe tüüpi barüoonne pindaktiivne aine on katioonne amfoteerne barüoonne pindaktiivne aine, mis koosneb kahest aminohappest, seega on selle antimikroobne mehhanism sarnasem kvaternaarse ammooniumsoola tüüpi barüoonse pindaktiivse aine omaga.Pindaktiivse aine positiivselt laetud osa tõmbab elektrostaatilise interaktsiooni tõttu bakteri- või viirusepinna negatiivselt laetud osa külge ja seejärel seonduvad hüdrofoobsed ahelad lipiidide kaksikkihiga, mis viib raku sisu väljavooluni ja lüüsini kuni surmani.Sellel on kvaternaarsel ammooniumil põhinevate Gemini pindaktiivsete ainetega võrreldes märkimisväärsed eelised: lihtne biolagunevus, madal hemolüütiline aktiivsus ja madal toksilisus, mistõttu seda töötatakse välja selle kasutamiseks ja selle kasutusala laiendatakse.
3.4.2 Mitteaminohappe tüüpi Gemini pindaktiivsete ainete antibakteriaalsed omadused
Mitteaminohappetüüpi amfoteersed Gemini pindaktiivsed ained sisaldavad pindaktiivseid molekulaarseid jääke, mis sisaldavad nii ioniseerimata positiivseid kui ka negatiivseid laengutsentreid.Peamised mitteaminohappe tüüpi Gemini pindaktiivsed ained on betaiin, imidasoliin ja amiinoksiid.Võttes näiteks betaiini tüüpi, siis betaiini tüüpi amfoteersed pindaktiivsed ained sisaldavad nende molekulides nii anioonseid kui ka katioonseid rühmi, mida anorgaanilised soolad ei mõjuta kergesti ja millel on pindaktiivse toimega nii happelistes kui ka leelistes lahustes ning katioonsete Gemini pindaktiivsete ainete antimikroobne mehhanism on järgneb happelistes lahustes ja anioonsete Gemini pindaktiivsete ainete puhul leeliselistes lahustes.Sellel on ka suurepärane segunemisvõime teist tüüpi pindaktiivsete ainetega.
04 Järeldus ja väljavaated
Gemini pindaktiivseid aineid kasutatakse elus üha enam nende erilise struktuuri tõttu ning neid kasutatakse laialdaselt antibakteriaalse steriliseerimise, toiduainete tootmise, vahutamise ja vahu tõkestamise, ravimite aeglase vabanemise ja tööstusliku puhastamise valdkonnas.Seoses kasvava nõudlusega rohelise keskkonnakaitse järele arendatakse Gemini Surfactants järk-järgult keskkonnasõbralikeks ja multifunktsionaalseteks pindaktiivseteks aineteks.Gemini pindaktiivsete ainete edaspidiseid uuringuid saab läbi viia järgmistes aspektides: uute spetsiaalsete struktuuride ja funktsioonidega Gemini pindaktiivsete ainete väljatöötamine, eriti antibakteriaalsete ja viirusevastaste uuringute tugevdamine;segamine tavaliste pindaktiivsete ainete või lisanditega parema jõudlusega toodete moodustamiseks;ning kasutades odavaid ja kergesti kättesaadavaid tooraineid keskkonnasõbralike Gemini pindaktiivsete ainete sünteesimiseks.
Postitusaeg: 25. märts 2022